DE69532877T2

DE69532877T2 - radar

Info

Publication number: DE69532877T2
Application number: DE69532877T
Authority: DE
Inventors: Pieter Van Genderen; Wietze Jan Hendrik Meijer
Original assignee: Thales Nederland BV
Current assignee: Thales Nederland BV
Priority date: 1994-10-25
Filing date: 1995-10-17
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2015-10-18
Also published as: NL9401767A; AU695841B2; US5627545A; CA2161073A1; EP0709694B1; CA2161073C; EP0709694A1; DE69532877D1; AU3420695A

Description

Die Erfindung betrifft ein Radargerät, das Folgendes enthält: Antennenmittel, mit den Antennenmitteln verbundene Sendemittel zum Erzeugen von Bursts von Radarsendeimpulsen, wobei sich die einzelnen Bursts von Burst zu Burst hinsichtlich einer Impulsfolgefrequenz und/oder einer Radarsendefrequenz unterscheiden, mit den Antennenmitteln verbundene Empfängermittel und eine mit den Empfängermitteln verbundene Dopplerfilterbank für die Erzeugung einer Entfernung-Doppler-Matrix von Echostärken, die Entfernung-Doppler-Elemente für jeden Burst darstellen, Verknüpfungsmittel zum Verknüpfen der pro Burst erhaltenen Entfernung-Doppler-Matrizen und Schwellwertmittel zur Schwellwertbildung an den verknüpften Entfernung-Doppler-Matrizen.The Invention relates to a radar device, contains the following: Antenna means, transmitting means connected to the antenna means for Generating bursts of radar tail pulses, where the individual Bursts burst to burst with respect to a pulse repetition rate and / or a Radarsendefrequenz, with the antenna means connected receiver means and one with the recipient means connected Doppler filter bank for the generation of a distance Doppler matrix of echo strengths, the Distance Doppler elements for represent each burst, linking means for linking the per burst obtained distance Doppler matrices and thresholds for thresholding at the linked distance-Doppler matrices.

Ein Radargerät dieser Art ist bekannt aus IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, Band 26, Nr. 5, September 1990, S. 754-766; K. Gerlach und G.A. Andrews: „Cascaded detector for multiple high-PRF pulse doppler radars". Das darin beschriebene Radargerät verwendet Bursts von Radarsendeimpulsen mit einer hohen PRF, die in die Entfernung eines Ziels, aber nicht in die Dopplergeschwindigkeit des Ziels, Doppeldeutigkeit einführt. Indem die empfangenen Echos für verschiedene Bursts verknüpft und an ihnen eine Schwellwertbildung vorgenommen wird, ist es möglich, die Entfernung eines Ziels eindeutig zu bestimmen und außerdem die Detektionswahrscheinlichkeit zu verbessern. Das Verfahren eignet sich jedoch nur für Radargeräte mit einer hohen PRF.One radar This type is known from IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, Vol. 26, No. 5, September 1990, pp. 754-766; K. Gerlach and G.A. Andrews: "Cascaded detector for multiple high-PRF pulse doppler radars " radar uses bursts of radar tail pulses with a high PRF, the in the distance of a target, but not in the Doppler speed of the goal, introduces ambiguity. By the received echoes for linked to different bursts and on them a threshold is made, it is possible that the Clearly determine the distance of a target and also the To improve detection probability. The method is suitable but only for Radars with a high PRF.

Dieses bekannte Verfahren eignet sich, wenn auch geringfügig angepaßt, auch für Radargeräte mit niedriger PRF, die nicht zu Doppeldeutigkeiten bei der Entfernung, sondern stattdessen bei der Dopplergeschwindigkeit, führen. Radargeräte mit niedriger PRF weisen angesichts dessen, daß sie Clutter nicht adäquat unterdrücken können, kaum praktische Bedeutung auf. Bei Suchradargeräten auf dem Stand der Technik ist es üblicherweise unmöglich, Radarsendungen auf Sendungen vom Typ mit hoher oder niedriger PRF zu beschränken. Dies bedeutet, daß sowohl hinsichtlich Entfernung als auch Dopplergeschwindigkeit eine Doppeldeutigkeit vorliegt. In derartigen Situationen besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die für verschiedene Bursts empfangenen Echos zu verknüpfen und danach eine Schwellwertbildung vorzunehmen. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Dopplerfilterbank dafür ausgelegt ist, pro Burst eine hinsichtlich Entfernung und Dopplereffekt doppeldeutige Entfernung-Doppler-Matrix zu erzeugen, und daß die Verknüpfungsmittel für das zweidimensionale Entfalten der doppeldeutigen Entfernung-Doppler-Matrizen ausgelegt sind, um aus verschiedenen Bursts erhaltene eindeutige Entfernung-Doppler-Matrizen zu erhalten und diese zu einer verknüpften Entfernung-Doppler-Matrix zu verknüpfen, und daß die Schwellwertmittel dafür ausgelegt sind, an der verknüpften Entfernung-Doppler-Matrix eine Schwellwertbildung vorzunehmen.This known method is suitable, albeit slightly adapted, too for radars with lower PRF, which does not cause ambiguity in the removal, but instead at the Doppler speed, lead. Radars with lower PRFs have little practicality given that they can not adequately suppress clutter Meaning. For search radars In the prior art, it is usually impossible to radar transmissions on broadcasts of the type with high or low PRF. This means that both in terms of distance as well as Doppler speed an ambiguity is present. In such situations, the object of the present Invention in it, the for linking different bursts of received echoes and then thresholding make. It is characterized in that the Doppler filter bank designed for it is ambiguous per burst with respect to distance and Doppler effect To produce distance-Doppler matrix, and that the linking means for the two-dimensional Unfold the ambiguous distance-Doppler matrices designed are to get from different bursts unique distance-Doppler matrices and get this to a linked distance-Doppler matrix to link, and that the threshold means designed for it are linked to the Range-doppler matrix to establish a threshold value.

Aus den Proceedings of the ICASSP 83, IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing, April 1406, 1983, Boston, MA, USA, IEEE, New York, NY, USA, Band 2, S. 687-90, von N. Shridar Reddy und M.S. Swamy ist eine "Time-domain estimation of unambiguous Doppler frequency in low and medium PRF radars" bekannt. Diese bekannte Schätzung ist jedoch auf Doppler-Doppeldeutigkeiten beschränkt und verknüpft zudem Detektionen anstatt Zielstärken.Out the Proceedings of the ICASSP 83, IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing, April 1406, 1983, Boston, MA, USA, IEEE, New York, NY, USA, Vol. 2, pp. 687-90, by N. Shridar Reddy and M.S. Swamy is a time domain estimation of unambiguous Doppler frequency in low and medium PRF Radars "known. This known estimate however, is limited to Doppler ambiguities and also links Detections instead of target strengths.

Aufeinanderfolgende Bursts von Radarsendeimpulsen werden üblicherweise mit verschiedenen PRF emittiert, da dadurch die Doppeldeutigkeit hinsichtlich Entfernung und Dopplergeschwindigkeit eines Ziels aufgelöst werden kann. Dies verursacht Schwankungen bei den Abmessungen der Entfernung-Doppler-Matrizen und verhindert bei nacheinander erhaltenen Doppler-Matrizen, daß ein Ziel ständig durch das gleiche Entfernung-Doppler-Element dargestellt wird.successive Bursts of radar tailpipes usually come with different ones PRF emits, as a result of the ambiguity in terms of distance and Doppler speed of a target can be resolved. This causes Variations in the dimensions of the distance Doppler matrices and prevents in successively obtained Doppler matrices that a target constantly through the same distance Doppler element is shown.

Zudem soll Radarsendefrequenz bevorzugt pro Burst geändert werden, da dies den Effekt des Schwunds reduziert und das Radargerät weniger anfällig gegenüber Störung wird. Dies bedeutet, daß die gegenseitigen Phasen von Echos von nacheinander gesendeten Impulsbursts nicht korreliert sind und daß der Prozeß des Verknüpfens dieser Echos deshalb inkohärent stattfinden muß, beispielsweise auf der Basis der Addition der Moduli von Echos.moreover Radar transmit frequency should preferably be changed per burst, as this is the effect reduces the fading and the radar device becomes less susceptible to interference. This means that the mutual Phases of echoes from consecutively transmitted pulse bursts not are correlated and that the Process of linking these echoes are therefore incoherent must take place for example, based on the addition of the moduli of echoes.

Gemäß einer günstigen Ausführungsform der Erfindung ist es nicht das Modulus der Echostärke, das das Entfernung-Doppler-Element darstellt, sondern eine normierte Echostärke relativ zum geschätzten Hintergrund. Dazu wird der Hintergrund für jedes Entfernung-Doppler-Element geschätzt, beispielsweise mit Hilfe einer in der Technik wohlbekannten schnellen Schwellwertschaltung. Die normierte Echostärke erhält man dann, indem man die Echostärke durch den Hintergrund dividiert und dies zum Quadrat erhebt. Die normierte Echostärke bringt den Vorteil mit sich, daß einer Messung mit einem ausgeprägten Kontrast, d.h. einem zufriedenstellenden Verhältnis der gemessenen Echostärke zum geschätzten Hintergrund, in der weiteren Verarbeitung automatisch ein höherer Gewichtungsfaktor zugeordnet wird als einem starken Ziel in einem Clutterumfeld. Außerdem kann der pro Entfernung-Doppler-Element geschätzte Hintergrund zweckmäßigerweise in einer Hintergrundmatrix gespeichert werden, um einen für die Schwellwertbildung erforderlichen Schwellwert zu erhalten.According to one Great Embodiment of Invention It is not the modulus of echo power that is the distance Doppler element but a normalized echo strength relative to the estimated background. This will be the background for each Estimated Distance Doppler Element, for example, using a well-known in the art fast Threshold. The normalized echo strength is then obtained by passing the echo strength through divide the background and raise it to a square. The normalized echo strength brings with it the advantage that one Measurement with a pronounced Contrast, i. a satisfactory ratio of the measured echo strength to estimated Background, in the further processing automatically a higher weighting factor is assigned as a strong target in a clutter environment. In addition, can the per-removal Doppler element estimated Background appropriately stored in a background matrix, one for thresholding to obtain the required threshold.

Gemäß der Erfindung sind die Verknüpfungsmittel für das zweidimensionale Entfalten und Verknüpfen der doppeldeutigen Entfernung-Doppler-Matrizen ausgelegt, damit man eindeutige Entfernung-Doppler-Matrizen erhält. Wie oft die Entfernung-Doppler-Matrizen in Entfernungsrichtung entfaltet werden, hängt von dem PRF-bestimmten größten eindeutigen Bereich und dem größten für das Radargerät spezifizierten Bereich ab. Wie oft die Entfernung-Doppler-Matrizen in Dopplerrichtung entfaltet werden, hängt von der durch die PRF und die Radarsendefrequenz bestimmten größten eindeutigen Geschwindigkeit und von der für das Radargerät spezifizierten größten Dopplergeschwindigkeit ab.According to the invention are the linking agents for the two-dimensional unfolding and linking of ambiguous distance-Doppler matrices designed to give unique distance-Doppler matrices. As often unfolds the distance-doppler matrices in the direction of removal be, hang from the PRF-designated largest unique Range and the largest specified for the radar device Range off. How many times the distance Doppler matrices in Doppler direction unfolds, hangs from the largest unique one determined by the PRF and radar transmission frequency Speed and of the for the radar device specified largest Doppler speed from.

Eine aus einem Burst entstehende entfaltete Entfernung-Doppler-Matrix umfaßt eine Reihe von identischen, miteinander verknüpften Entfernung-Doppler-Matrizen und deckt auf diese Weise den ganzen spezifierten Entfernung-Doppler-Bereich ab. In der entfalteten Entfernung-Doppler-Matrix erscheint dann ein Ziel mehr als einmal, genau einmal pro ursprünglicher Entfernung-Doppler-Matrix. Eines von diesen stellt das wahre Ziel dar, die anderen sind durch Aliasing erhaltene Geister. Durch anschließendes Summieren der von verschiedenen Bursts erhaltenen Entfernung-Doppler-Matrizen Element für Element erhält man auf der Basis der normierten Echostärke die verknüpfte Entfernung-Doppler-Matrix. Dies führt bei dem eigentlichen Ziel zu einer Summierung der das Ziel darstellenden Entfernung-Doppler-Elemente, wohingegen die Geister, die an immer wechselnden Stellen auftauchen, kaum jemals summiert werden. Das wahre Ziel wird nach dem Verknüpfen deshalb eine größere Amplitude aufweisen als die Geister, die nicht summiert sind.A an unfolded distance Doppler matrix formed from a burst includes one Series of identical, linked-distance Doppler matrices and thus covers the entire specified range-Doppler range. In the unfolded distance-Doppler-matrix appears then Target more than once, just once per original distance Doppler matrix. One of these represent the true goal, others are aliased preserved spirits. By subsequently summing the different ones Burst's obtained distance-Doppler matrices element by element receives based on the normalized echo strength, the associated distance-Doppler-matrix. This leads the ultimate goal of summing the goal Range-doppler elements, whereas the spirits that appear in ever-changing places, hardly ever be summed up. The true goal becomes after linking therefore a larger amplitude have as the spirits that are not summed.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden auch die Hintergrundmatrizen entfaltet und die geschätzten Hintergründe werden Element für Element summiert, damit man Schwellwerte für die verknüpfte Entfernung-Doppler-Matrix erhält.at a further advantageous embodiment of the invention also the background matrices unfolded and the estimated backgrounds become Element for Element summed to give thresholds for the associated distance-Doppler matrix receives.

Bezüglich eines starken Ziels können die individuellen Geister zusätzlich zu dem wahren Ziel ebenfalls gelegentlich die Schwelle überqueren. Eine weitere günstige Ausführungsform des Radargeräts ist dafür dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwertschaltung weiterhin eine Entscheidungsschaltung aufweist, um pro verknüpftem Entfernung-Doppler-Element, das eine Schwellwertüberquerung verursacht, die eindeutige Zielentfernung und Zielgeschwindigkeit zu bestimmen und um danach die dieses Ziel darstellenden Geisterziele aus der verknüpften Entfernung-Doppler-Matrix zu entfernen.Regarding one strong target the individual spirits in addition occasionally crossing the threshold to the true destination. Another cheap embodiment of the radar device for it by characterized in that Threshold circuit further comprises a decision circuit, per linked Distance-Doppler element that causes a threshold crossing, the determine clear target distance and target speed and then the ghost targets representing that target from the associated distance-Doppler matrix to remove.

Da die Summe der normierten Echostärken des verknüpften wahren Ziels immer größer ist als die Summen der normierten Echostärken der verknüpften Geister, ist es möglich, das wahre Ziel auf der Basis der größten Summe zu bestimmen und die mit diesem Ziel verbundenen Geister zu berechnen und zu entfernen.There the sum of the normalized echo strengths of the linked true goal is always greater as the sums of the normalized echo strengths of the linked spirits, Is it possible, to determine the true goal on the basis of the largest sum and to calculate and remove the spirits associated with this goal.

Um den Rechenaufwand für die Entscheidungsschaltung auf ein Minimum zu reduzieren, ist es vorteilhaft, bekannte Ziele vor dem Entfalten aus der Entfernung-Doppler-Matrix zu entfernen. Dies verhindert, daß Geister auftreten, die später wieder entfernt werden müssen.Around the computational effort for it is to reduce the decision circuit to a minimum advantageous to remove known targets from the distance-Doppler matrix before deployment. This prevents ghosts occur later must be removed again.

Außerdem kann festgestellt werden, daß sich die Verknüpfung aus Echostärken und der nachfolgenden Schwellwertbildung der verknüpften Echostärke sich tatsächlich nur für schwache Echos eignet, deren Detektionswahrscheinlichkeit vor der Verknüpfung nicht ausreichend ist. Dazu kann das Gerät vorteilhafterweise mit einem Vorwähler versehen werden, der auf der Basis von nacheinander erzeugten Entfernung-Doppler-Matrizen starke Echos auf eine im Stand der Technik bekannte Weise verknüpft, damit man Echos mit einer eindeutig bestimmten Zielentfernung und Zielgeschwindigkeit erhält und diese Echos vor der Entfaltung aus den Entfernung-Doppler-Matrizen entfernt. Dies schränkt das Ausmaß des Rechenaufwands für die Entscheidungsschaltung weiter ein.In addition, can be found that The link from echo starches and the subsequent thresholding of the associated echo strength itself indeed only for weak echoes whose probability of detection before the shortcut is not enough. For this purpose, the device can advantageously with a selection provided on the basis of successively generated distance-Doppler matrices strong echoes linked in a manner known in the art, so that echoes with a clearly defined target range and target speed receives and these echoes before unfolding from the distance-Doppler matrices away. This restricts the extent of Computational effort for the decision circuit on.

Das Radargerät gemäß der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 1, die ein Blockschaltbild eines Radargeräts gemäß der Erfindung darstellt, näher beschrieben.The radar apparatus according to the invention will now be described with reference to FIG 1 , which is a block diagram of a radar device according to the invention, described in more detail.

1 stellt ein Blockschaltbild eines Radargeräts gemäß der Erfindung dar. Sendemittel 1 erzeugen Bursts von Radarsendeimpulsen, die über Antennenmittel 2 gesendet werden. Mit den Antennenmitteln 2 verbundene Empfängermittel 3 empfangen Echosignale, die an eine N-Punkt-Dopplerfilterbank 4 angelegt werden, beispielsweise eine 16-Punkt-FFT-Einheit, die die Echosignale pro Burst verarbeitet, nachdem diese Signale an schnelle Schwellwertschaltungen 5.1,...5.N angelegt werden. Alle Schwellwertschaltungen 5.i schätzen den Hintergrund jedes Entfernungsquants auf eine im Stand der Technik bekannte Weise, beispielsweise auf der Basis der Echostärken in benachbarten Entfernungsquanten. 1 FIG. 3 illustrates a block diagram of a radar device according to the invention. Sending means 1 Bursts generate radar tail pulses via antenna means 2 be sent. With the antenna means 2 connected receiver means 3 receive echo signals sent to an N-point Doppler filter bank 4 For example, a 16-point FFT unit that processes the echo signals per burst after applying these signals to fast threshold circuits 5.1 ... 5.N be created. All threshold circuits 5.i estimate the background of each range quantizer in a manner known in the art, for example, based on the echo levels in adjacent range quanta.

Danach wird eine normierte Echostärke aus der Echostärke in einem Entfernungsquant eben zu diesem Entfernungsquant gehörenden Hintergrund abgeleitet, indem beispielsweise die Echostärke durch den Hintergrund dividiert und dies zum Quadrat erhoben wird. Die resultierenden normierten Echostärken werden dann als Entfernung-Doppler-Matrix in einem Entfernung-Doppler-Speicher 6 gespeichert. Die zugeordneten Hintergründe werden ebenfalls quadriert und als eine Hintergrundmatrix im Hintergrundspeicher 7 gespeichert. Dies ermöglicht eine Speicherung der Entfernung-Doppler-Matrizen und der Hintergrundmatrix, die eine Anzahl von in einer Richtung emittierten Bursts darstellen, die jeweils eine andere PRF aufweisen und bei einer anderen Radarsendefrequenz emittiert werden.Then, a normalized echo strength is derived from the echo strength in a range quantum just for this distance quantum belonging background, for example by dividing the echo strength by the background and this is squared. The resulting normalized echo levels then become a distance Doppler matrix in a range Doppler memory 6 saved. The assigned backgrounds are also squared and used as a background matrix in the Background memory 7 saved. This allows for storage of the range Doppler matrices and the background matrix, representing a number of bursts emitted in one direction, each having a different PRF and emitted at a different radar transmit frequency.

Die schnellen Schwellwertschaltungen 5.1,...5.N können auch zur Vorschwellwertbildung der in einem Entfernung-Doppler-Speicher 6 zu speichernden Echostärken verwendet werden. Dies impliziert die Schwellwertbildung einer Echostärke mit dem damit verbundenen Hintergrund plus einem zusätzlichen Schwellwert, wonach eine Null in einen Entfernung-Doppler-Speicher 6 geschrieben wird, wenn keine Schwellwertkreuzung auftritt. Dieser Vorschwellwert bringt den Vorteil mit sich, daß viele Entfernung-Doppler-Elemente Null sind, was den erforderlichen Berechnungsaufwand reduziert. Ein Nachteil besteht jedoch darin, daß es zu einem durch den zusätzlichen Schwellwert bestimmten Detektionsverlust kommen kann.The fast threshold circuits 5.1 ... 5.N can also be used to pre-threshold the in a distance Doppler memory 6 to be stored echo strength. This implies thresholding an echo strength with the background associated plus an additional threshold, followed by a zero into a range Doppler memory 6 is written if no threshold crossing occurs. This pre-threshold value has the advantage that many distance-Doppler elements are zero, which reduces the required computational effort. A disadvantage, however, is that there may be a detection loss determined by the additional threshold.

Sendemittel 1, Antennenmittel 2 und Empfängermittel 3 sind bevorzugt integriert, um ein phasengesteuertes Arraysystem zu bilden, wenngleich sich die Erfindung auch für konventionellere Arten von Radar eignet, vorausgesetzt, es ermöglicht die Emission von mehreren Bursts von Radarsendeimpulsen pro Richtung.transmitting means 1 , Antenna means 2 and receiver means 3 are preferably integrated to form a phased array system, although the invention is also suitable for more conventional types of radar, provided it allows the emission of multiple bursts of radar transmit pulses per direction.

Gemäß dem der Erfindung zugrundeliegenden erfindungsgemäßen Prinzip ist es zumindest bei schwachen Zielen von Vorteil, die von verschiedenen Bursts kommenden Zielechos zuerst zu verknüpfen und erst dann zu der Schwellwertbildung weiterzugehen, um eine mögliche Detektion zu erreichen. Dieser als „cluster before detect" bezeichnete Prozeß ist mit viel Rechenaufwand verbunden. Angesichts dieser Tatsache ist es ratsam, aus den Entfernung-Doppler-Matrizen zuerst die bekannten Echos, wie beispielsweise aus einem Verfolgsprozeß bekannten, zu entfernen. Dies wird in einem im Stand der Technik bekannten Zielgenerator 8 bewirkt und basiert auf dem Prinzip, daß die Stärke, Entfernung und die Dopplergeschwindigkeit eines Ziels im Vergleich zu vorausgegangenen Messungen nur wenige Änderungen erfahren und daß etwaige auftretende Änderungen zudem höchst vorhersagbar sind. Bei einem Verfolgungsprozeß liefert der bekannte Zielgenerator folglich die neue Stärke, Entfernung und Doppler des Ziels und entfernt außerdem aus den Entfernung-Doppler-Matrizen die diesem Ziel zugeordneten Echos.According to the principle of the invention underlying the invention, it is advantageous, at least for weak targets, to first link the target echoes coming from different bursts and then proceed to the thresholding in order to achieve a possible detection. This process, called "cluster before detect", involves a great deal of computational effort, and in view of this fact, it is advisable first to remove the known echoes, such as those known from a tracking process, from the distance Doppler matrices the technology known target generator 8th is based and operates on the principle that the strength, distance and Doppler speed of a target undergo few changes compared to previous measurements and that any changes that occur are highly predictable. In a tracking process, the known target generator thus provides the new strength, distance and doppler of the target and also removes from the range Doppler matrices the echoes associated with that target.

Bei starken Echos mit einer hohen normierten Echostärke ist es zudem möglich, auf im Stand der Technik bekannte Weise die eindeutige Entfernung und Doppler aus den verfügbaren Entfernung-Doppler-Matrizen in einem Stark-Ziel-Generator 9 direkt zu bestimmen. Anstatt das „cluster before detect"-Prinzip anzuwenden, werden an individuellen Entfernung-Doppler-Matrizen auf der Basis der zugeordneten, im Hintergrundspeicher 7 gespeicherten Hintergrundmatrizen plus einem zusätzlichen Schwellwert Schwellwertbildungen vorgenommen; die ausreichend starken Echos werden danach verknüpft, um die eindeutigen Entfernungs- und Dopplerwerte der zugeordneten Ziele zu bestimmen. Diese Matrizen werden an einen Prozessor zur Verwendung mit dem Radargerät weitergereicht, wonach die zugeordneten Echos aus den Entfernung-Doppler-Matrizen entfernt werden. Diese Matrizen umfassen schließlich nur schwache Echos möglicher potentieller Ziele.For strong echoes with a high normalized echo strength, it is also possible, as known in the art, to unambiguously remove and Doppler from the available range Doppler matrices in a Stark target generator 9 to be determined directly. Instead of applying the "cluster before detect" principle, individual maps are assigned to distance-Doppler matrices based on their assigned ones in the background memory 7 stored background matrices plus an additional threshold value thresholds made; the sufficiently strong echoes are then linked to determine the unique range and Doppler values of the associated targets. These arrays are passed to a processor for use with the radar, after which the associated echoes are removed from the range Doppler arrays. Finally, these matrices contain only weak echoes of potential targets.

Um den „cluster before detect"-Prozeß zu ermöglichen, wird eine Entfernung-Doppler-Matrix in Entfernung und in Doppler entfaltet, damit man eine eindeutige Entfernung-Doppler-Matrix erhält, in der ein Ziel zusammen mit einer Reihe von Geisterzielen, auch Geister genannt, eindeutig vorliegen muß. Wie oft eine Entfernung-Doppler-Matrix entfaltet wird, hängt von der PRF, der Radarsendefrequenz und der spezifizierten größten Entfernung und größten Dopplergeschwindigkeit ab. Bei eine PRF von beispielsweise 5 kHz beträgt die doppeldeutige Entfernung 30 km. Falls die spezifizierte größte Entfernung 150 km beträgt, muß in der Entfernung fünf Mal entfaltet werden. Durch diese PRF wird eine Abtastung einer Dopplerfrequenz von 0-5 kHz ermöglicht, was bei einer Radarsendefrequenz von beispielsweise 10 GHz 75 m/s entspricht. Bei einem spezifizierten Geschwindigkeitsbereich von –600 m/s bis 600 m/s wird folglich ein sechszehnfaches Entfalten hinsichtlich Doppler erforderlich sein. Für jedes Ziel umfaßt die entfaltete Entfernung-Doppler-Matrix dann ein wahres Ziel und 47 Geisterziele, die alle eine identische normierte Echostärke aufweisen.Around the "cluster before detect "process, becomes a distance Doppler matrix in distance and in Doppler unfolded to obtain a unique distance Doppler matrix in which Aim along with a series of ghost targets, also called ghosts, must be clearly present. How often a distance-Doppler-matrix is unfolded depends on the PRF, the radar transmit frequency and the specified maximum distance and greatest Doppler speed from. For example, at a PRF of 5 kHz, the ambiguous distance is 30 km. If the specified maximum distance is 150 km, must in the Distance five To be unfolded. This PRF becomes a sample of a Doppler frequency from 0-5 kHz, which is 75 m / s at a radar transmission frequency of, for example, 10 GHz equivalent. At a specified speed range of -600 m / s up to 600 m / s, therefore, a sixteen fold unfolding in terms of Doppler to be required. For every goal includes the unfolded distance-doppler matrix then becomes a true target and 47 ghost targets, all of which have an identical normalized echo strength.

Die entfalteten Entfernung-Doppler-Matrizen werden in einem ersten Verknüpfungsmittel 10 in ein Speicherfeld geschrieben, wobei die Matrizen bei diesem Prozeß außerdem für alle zu verknüpfenden Bursts nacheinander summiert werden. Es sei angemerkt, daß die normierten Echostärken für reale Ziele summiert werden, die zumindest für kleine Abweichungen bei der PRF und für kleine Abweichungen bei der Radarsendefrequenz in jeder entfalteten Entfernung-Doppler-Matrix am gleichen Platz auftreten. Geister hingegen treten an ständig anderen Plätzen auf und werden deshalb sehr selten summiert. Die Summierung verursacht infolgedessen eine Vergrößerung der Echostärke von wahren Zielen, was bei Geistern nicht der Fall ist. Danach wird die im ersten Verknüpfungsmittel 10 erzeugte verknüpfte Entfernung-Doppler-Matrix zusammen mit einer im zweiten Verknüpfungsmittel 11 auf ähnliche Weise erzeugten entfalteten und verknüpften Hintergrundmatrix auf die Schwellwertschaltung 12 angewendet, die im Fall einer Schwellwertkreuzung eine Detektion erzeugt. Die Schwellwertkreuzung wird an einem Schwache-Ziel-Generator 13 angewendet, der die Zielstärke, die Zielgeschwindigkeit und den Doppler des zugeordneten Ziels erzeugt, um eine weitere Verarbeitung zu ermöglichen, und der außerdem das Ziel plus die zugeordneten Geister aus der verknüpften Entfernung-Doppler-Matrix entfernt. Auf diese Weise können alle Ziele detektiert werden, indem mit dem stärksten Echo in der verknüpften Entfernung-Doppler-Matrix begonnen wird.The unfolded distance Doppler matrices are in a first linking means 10 In addition, in this process, the matrices are successively summed for all the bursts to be linked. It should be noted that normalized echo levels are summed up for real targets that occur at least for small deviations in the PRF and for small radar transient frequency deviations in each deployed distance Doppler matrix at the same location. Ghosts, on the other hand, are constantly changing places and are therefore rarely summed up. As a result, the summation causes an increase in the echo strength of true targets, which is not the case with ghosts. After that, the first linking agent 10 generated linked distance Doppler matrix together with one in the second linking means 11 Similarly, the developed and linked background matrix generated the threshold circuit 12 applied in the case a threshold crossing generates a detection. The threshold crossing is at a weak target generator 13 which generates the target power, target speed, and Doppler of the associated target to allow further processing, and also removes the target plus the associated ghosts from the associated range Doppler matrix. In this way, all targets can be detected by starting with the strongest echo in the associated range-Doppler matrix.

Falls bei der PRF oder der Radarsendefrequenz signifikante Variationen auftreten, werden weitere Maßnahmen erforderlich sein, um die verschiedenen entfalteten Entfernung-Doppler-Matrizen ohne irgendwelche Verluste zu summieren, da die Skala mindestens in Dopplerrichtung differiert. Ein typischer Fall wäre ein Radargerät, das bei einer PRF von 5 kHz und einer Radarsendefrequenz von 10 GHz mit Bursts von 16 Impulsen arbeitet. Die Entfernung-Doppler-Matrix weist dann Dopplerquanten von 75/16 m/s auf. Eine Reduzierung der PRF auf 4 kHz führt dann zu Dopplerquanten von 60/16 m/s. Bei verschiedenen Entfernung-Doppler-Matrizen taucht deshalb ein Ziel mit einer bestimmten Geschwindigkeit in verschiedenen Spalten auf. Dieses Problem kann elegant gelöst werden, indem die Radarsendefrequenz und die PRF proportional variiert werden, was bekannterweise die Größe der Dopplerquanten nicht beeinflußt. Sollte sich dies als unmöglich oder unzweckmäßig herausstellen, wird eine Interpolation auf die eine oder andere Weise erforderlich sein, bevor die entfalteten Entfernung-Doppler-Matrizen verknüpft werden. Es ist beispielsweise möglich, die entfaltete Entfernung-Doppler-Matrix auf einer standardmäßigen Matrix darzustellen, die hinsichtlich der Entfernung die gleichen Entfernungsquanten wie die Entfernung-Doppler-Matrizen aufweist, aber hinsichtlich Doppler Dopplerquanten aufweist, die kleiner sind. Die standardmäßige Matrix bildet dann Teil des ersten Verknüpfungsmittels 10 und wird mit Hilfe der entfalteten Entfernung-Doppler-Matrizen gefüllt, wobei jedes Matrixelement der standardmäßigen Matrix mit Hilfe des nächstgelegenen Matrixelements von der entfalteten Entfernung-Doppler-Matrix oder anhand einer Interpolation der nächstgelegenen Matrixelement gefüllt wird.If significant variations occur at the PRF or radar transmit frequency, further measures will be required to sum the various deployed range-Doppler matrices without any losses since the scale differs at least in the Doppler direction. A typical case would be a radar operating at bursts of 16 pulses at a PRF of 5 kHz and a radar transmit frequency of 10 GHz. The distance Doppler matrix then has Doppler quanta of 75/16 m / s. A reduction of the PRF to 4 kHz leads to Doppler quanta of 60/16 m / s. Therefore, with different distance-Doppler matrices, a target appears at different speeds in different columns. This problem can be solved elegantly by varying the radar transmission frequency and the PRF proportionally, which, as is known, does not affect the size of the Doppler quanta. If this turns out to be impossible or impractical, interpolation in some way or other will be required before linking the unfolded distance-Doppler matrices. For example, it is possible to display the unfolded distance Doppler matrix on a standard matrix that has the same range quanta as the distance Doppler matrices, but has Doppler Doppler quanta that are smaller. The standard matrix then forms part of the first linking agent 10 and is filled by means of the unfolded distance-Doppler matrices, each matrix element of the standard matrix being filled by means of the nearest matrix element from the unfolded distance Doppler matrix or by interpolation of the nearest matrix element.

Zudem kann eine durch die in der Doppler-Filterbank 4 durchgeführte Gewichtung verursachte Doppler- Überspannung auftreten, infolgedessen ein Ziel in mehreren zusammenhängenden Filterausgangssignalen sichtbar ist, wodurch die Interpolation weniger kritisch wird.In addition, one can through the in the Doppler filter bank 4 Doppler overvoltage caused by weighting that occurs as a result of which a target is visible in several contiguous filter output signals, making interpolation less critical.

Es ist möglich, daß ohne zusätzliche Maßnahmen in einer einzigen Entfernung-Doppler-Matrix ein starker Störimpuls auftritt; dies würde eine Schwellwertkreuzung nach Entfalten und Verknüpfen verursachen. Um Störimpulse zu unterdrücken, wird festgestellt, ob in mindestens N von M ursprünglichen doppeldeutigen Entfernung-Doppler-Matrizen ein Echo vorliegt, wobei diese Matrizen im Entfernung-Doppler-Speicher 6 vorliegen. Wie N und M gewählt werden, hängt von der Anzahl der Bursts ab, die in der verknüpften Entfernung-Doppler-Matrix verknüpft werden, von dem ähnlichen Element in der zusätzlichen Matrix und von der gewünschten Fehleralarmrate- und Detektionswahrscheinlichkeit. Falls das Echo das Kriterium N von M erfüllt, wird es zur weiteren Verarbeitung weitergegeben.It is possible that a strong glitch occurs without additional measures in a single distance Doppler matrix; this would cause a threshold crossing after unfolding and linking. In order to suppress glitches, it is determined whether there is an echo in at least N of M original ambiguous distance-Doppler matrices, these matrices being in the range-Doppler memory 6 available. How N and M are chosen depends on the number of bursts linked in the linked range-Doppler matrix, on the similar element in the additional matrix, and on the desired error alarm rate and detection probability. If the echo satisfies the criterion N of M, it is passed on for further processing.

Die Zielgeneratoren 8, 9 und 13, die Verknüpfungsmittel 10, 11 und die Schwellwertschaltung 12 können vorteilhafterweise als geeignet programmierte digitale Signalprozessoren (DSPs) realisiert werden, die auf ein Speicherfeld wirken, das den Entfernung-Doppler-Speicher 6, den Hintergrundspeicher 7 enthält, und auf die Speicherfelder des ersten Verknüpfungsmittels 10 und des zweiten Verknüpfungsmittels 11.The target generators 8th . 9 and 13 , the linking agent 10 . 11 and the threshold circuit 12 may advantageously be implemented as suitably programmed digital signal processors (DSPs) operating on a memory array containing the range Doppler memory 6 , the background store 7 contains, and on the memory fields of the first linking means 10 and the second linking agent 11 ,

Claims

Radar apparatus comprising: antenna means ( 2 ), with the aerial means ( 2 ) connected transmitting means ( 1 ) for generating bursts of radar transmit pulses, wherein the individual bursts differ from burst to burst in terms of a pulse repetition frequency and / or a radar transmission frequency, with the antenna means ( 2 ) associated receiver means ( 3 ) and one with the recipient means ( 3 ) connected Doppler filter bank ( 4 ) for generating a range Doppler matrix of echo strengths representing distance Doppler elements for each burst, combining means ( 10 . 11 ) for linking the per-burst distance-Doppler matrices and thresholds ( 12 ) for thresholding at the linked distance Doppler matrices, characterized in that the Doppler filter bank ( 4 ) is designed to generate, per burst, an ambiguous distance-Doppler matrix in terms of distance and Doppler effect, and in that the linking means ( 10 . 11 ) for the two-dimensional unfolding of the ambiguous distance-Doppler matrices to obtain unique distance-Doppler matrices obtained from different bursts and to link them to a linked distance-Doppler matrix, and that the threshold means ( 12 ) are adapted to threshold at the associated range Doppler matrix.

radar according to claim 1, characterized in that the distance Doppler elements as normalized echo levels relative to their esteemed Background are presented.

Radar device according to claim 2, characterized ge indicates that a background matrix has been provided per distance Doppler matrix in which a matrix element represents the estimated background of the associated range Doppler element.

Radar apparatus according to claim 3, characterized in that the linking means ( 10 . 11 ) are designed to sum the unique distance Doppler matrices element by element to obtain the associated distance Doppler matrix.

Radar apparatus according to claim 4, characterized in that the linking means ( 10 . 11 ) for the two-dimensional unfolding of the background matrices and for the summation of the estimated backgrounds, element by element, to obtain threshold values for the associated distance Doppler matrix.

Radar apparatus according to Claim 5, characterized in that the threshold value means ( 12 ) further comprise a decision circuit for determining, per associated distance-doppler element causing a threshold crossing, the unique target range and target speed and for removing the ghost targets associated with that target from the associated range-Doppler matrix.